<Desc/Clms Page number 1>
Lastumschalter mit veränderlichen ohmschen Überschaltwiderständen
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
Lastumschaltung bei höchsten Überströmen einerseits und von der Spannungsbeanspruchung mit der normalen Stufenspannung bis zum Auftreffcn höchster Überspannungswellen umfassen, nutzbar machen. Die Mittel hiezu sind die geeignete Zusammenschaltung von veränderlichen Widerständen mit verschiedener Charakteristik untereinander und mit konstantohmigen Widerständen. Die verschiedenen zu kombinierenden veränderlichen und konstanten Widerstände müssen zur Erreichung der richtigen Charakteristiken teils zueinander parallel, teils hintereinander geschaltet werden.
Die verschiedenen hiedurch für Überschaltwiderstände mit fester Zusammenschaltung der Teilwiderstände erzielbaren Vorteile sind nachstehend beschrieben. Ein weiteres Mittel ist die vorübergehende Zusammenschaltung femhmiger oder veränderlicher Teilwiderstände beim Auftreten einer Abweichung der Betriebsverhältnisse des Stufentransformators vom normalen Betriebszustand infolge von Überströmen oder Überspannungen. In solchen Fällen können die verschiedenartigen Widerstände durch Schaltmittel miteinander derart kombiniert werden, dass sie schädliche Auswirkungen auf den Lastumschalter oder auf den dem normalen Betriebszustand entsprechenden Ablauf der Lastumschaltung selbst fernhalten.
Die Erfindung bezieht sich auf eincn Lastumschtlter zum Umschalten der Anzapfungen eines Stufentransformators während des Betriebes mit Hilfe von Haupt- und Hilfskontakten und ohmschen Überschaltwiderständen, die teils einen konstanten und teils einen mit dem Strom/Spannungs-Verhältnis veränderlichen Ohmwert haben.
Diese verschiedenartigen ohmschen Überschaltwiderstände sind entweder zu der gewünschten Kombination dauernd fest zusammengeschaltet, oder sie werden im entsprechenden Betriebsfall durch Schaltmittel so zusammengeschaltet, dass auch bei einer Abweichung der Betriebsverhältnisse des Stufentransformators vom normalen Betriebszustand infolge von Überströmen oder Überspannungen
EMI2.1
oderden Vorgang der Lastumschaltung ferngehalten werden.nungs-Kennlinie ähnlich den in Überspannungsableitem angewandten Widerständen ersetzt sind. Nur für einen engen Betriebsbereich (z.
B. für die normale Vollastbeanspruchung des Stufentransformators) kann man die veränderlichen Überschaltwiderstände so auslegen, dass bei gegebener Stufenspannung und gegebenem Vollaststrom während des Lastumschaltvorgangs, die durch Drehung des mit der Ableitung C verbundenen Lastumschaltkontaktes K aus der Stellung 1 in die Stellung 7 bewirkt wird, die optimalen Verhältnisse hinsichtlich Spannungsabfall, Ausgleichsstron. und Kontaktabbram'erreicht werden. Nur für diesen Betriebsfall sind die veränderlichen Widerstände den für ihren Fall optimal berechneten konstanten Widerständen überlegen, da sie bei der Abschaltung der Haupt- und Hilfskontakte (Ha und ha)
geringe wiederkehrende Spannungen und bei der Überbrückung der beiden Hilfskontakte ha und hb einen geringen Ausgleichsstrom und bei dem alleinigen Stromfluss durch den Hilfskontakt hb einen geringen Spannungsabfall gegenüber der Spannung der Anzapfung B ergeben. Bei der Anwendung konstanter Widerstände würden sich in diesen drei Fällen ungünstigere Werte ergeben.
Die Überlegenheit des Lastumschpifers Fig. l mit veränderlichen Widerständen beschränkt sich jedoch auf einen geringen Belastungsbereich um die Vollastbelastung herum. (Vollastbelastung ¯ x%). Ausserhalb dieses optimalen Bereiches verkehren sich infolge der progressiven Charakteristik der veränderlichen Wi- derstände die Vorteile in Nachteile.
Dies kann man dadurch vermeiden, dass man die progressiv-steigende Charakteristik durch die Kombination verschieden geschalteter, veränderlicher und konstanter Widerstände in gewünschter Weise den besonderen Anforderungen, die der Lastumschaltvorgang bei verschiedenen Belastungen stellt, anpasst. Der viel zu grosse Ohmwert bei kleinen Strömen (geringe Trafo-Belastung) erfordert die Parallelschaltung eines konstanten Widerstandes oder eines veränderlichen Widerstandes von wesentlich geringerer Progression.
Umgekehrt erfordert das viel zu starke Absinken des Ohmwertes bei hohen Differenzspannungen die Reihenschaltung eines konstanten Widerstandes von höherem Ohm wert. In Fig. 2 ist der komplizierteste Fall der Parallel- und Reihenschaltung verschiedenartiger Widerstände Ra 1 bis Ra4 an der oberen Hälfte des Lastumschalters gezeichnet. Der schmal und lang gezeichnete Widerstand Ra 1 mit dem schräg hindurchgehenden Pfeil stellt einen veränderlichen Widerstand mit schwach-steigender Strom/Spaanungs-Kennlinie dar, wohingegen der kurz und dick gezeichnete ebenfalls mit einem schrägen Pfeil veränderliche Widerstand Ra4 einen solchen mit stark progressiv-steigender Strom/Spannungs-Kennlinie anzeigen soll.
Von den beiden konstanten Widerständen Ra 2 und Ra 3 hat der erstere schmal gezeichnete einen niedrigeren Widerstand, während der zweite breit gezeichnete einen höheren Widerstand aufweist. Es liegt auf der Hand, dass ein so aus vier verschiedenen Teilwiderständen zusammengesetzter Gesamtwiderstand zwar in der Charakteristik so zu gestalten ist, dass er dem einfachen Konstantwiderstand überlegen ist ;
man erkennt aber auch ohne weiteres, dass er wesentlich teurer zu stehen kommt und infolgedessen nur dann wirtschaft-
<Desc/Clms Page number 3>
lich vertretbar ist, wenn die beiden Grenzfälle, die beim Betrieb eines Stufentransformators auf dem Strom- und Spannungsgebiet auftreten können, nämlich der höchste Überstrom (Kurzschlussstrom) bzw. die höchste Überspannung (Prüfspannung), von dem mit dieser Widerstandskombination ausgestatteten Lastumschalter ausgehalten werden.
Auf billigere Weise erzielt man die im Vordergrund des wirtschaftlichen Interesses stehende Festigkeit des Lastumschalters gegen die Grenzbeanspruchung durch Überströme und Überspannungen, wenn man nur eine einfache Kombination gemäss Fig. 3 anwendet, bei der die beiden Konstantwiderstände Ra 2 und Rb 2 für den normalen Lastumschaltvorgang im Bereich von Leerlauf bis zum doppelten oder dreifachen V oll-
EMI3.1
benutzt und erst darüber hinausgehend die zusätzlichen veränderlichen Widerstände Ral und Rb 1 zugeschaltet werden. Diesen veränderlichen Widerständen fällt dann die Beherrschung des Bereiches bis zu den maximalen Überströmen und Überspannungen zu.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann die Zuschaltung der veränderlichen Widerstände bei Überschreitung des kritischen Bereiches durch Funkenstrecken fa und fb er-
EMI3.2
abfall am konstanten Widerstand Ra 2, der in dem Moment dem Doppelten bis Dreifachen des Normalwertes zustrebt, in dem der Lichtbogenwiderstand zwischen K und Ha vor Erlöschen des Lichtbogens dem Wert unendlich zustrebt. Die Löschung des Lichtbogens wird unter diesen Umständen betriebssicher erfolgen, wenn ein Funkenüberschlag an der entsprechend eingestellten Funkenstrecke fa den veränderlichen Widerstand Ra 1 den für diesen Betriebsfall vielzu hochohmigen Konstantwiderstand Ra 2 parallel schaltet.
Der hohe zwei-bis dreifache Vollaststrom wird die Spannung an den Enden des veränderlichen Widerstandes Ra 1 tief herab sinken lassen und damit die wiederkehrende Spannung an den Enden des Lichtbogens zwischen K und Ha so weit herabsetzen, dass die Löschung ohne Schwierigkeit erfolgt. Das Gleiche gilt für die entgegengesetzte Lastumschaltung aus Stellung 7 nach Stellung 5 für die entsprechenden Kontakte und Widerstände. Bei einer solchen Überstromlastumschaltung tritt die Funkenstrecke fab nicht in Funktion.
Erst wenn anstatt eines Überstromes eine Überspannung zwischen den Lastumschaltpolen auftritt, zün- det die Funkenstrecke fab und lässt die z. B. über der Ableitung C eintretende Überspannungswelle aber Ha-A-Ra2-fab-Rb2 nach B und weiter nach Hb laufen. Die Energie der Überspannungswelle tritt dann zu gleicher Zeit hei den Anzapfungen A und B in die Stufenwicklung des Transformators ein.
Angeregt durch die Zündung der Funkenstrecke fab und der hiedurch an den Enden der Überschaltwiderstände Ra 2 und Rb 2 auftretenden Spannungsabfälle zünden auch die beiden anderen Funkenstrecken fa und fb, so dass nunmehr die veränderlichen Widerstände Ra 1 und Rb 1 parallel zu den Anzapfungen A und B geschaltet sind und kurzzeitig die Spannungserhöhung zwischen den Lastumschalterpolen auf erträgliche Werte herabsetzen.
Dadurch wird der Lastumschalter, der die voneinander isolierten Kontakte Ha-ha-hb-Hb enthält, gegen Überspannungswellen geschützt, so dass seine Isolierstrecken zwischen vorgenannten Kontakten nicht zu sehr überdimensioniert zu werden brauchen, wodurch der Lastumschalter kleiner und billiger wird.
Die Schaltung der Überschaltwiderstände nach Fig. 3, die nach dem Vorstehenden geeignet ist, den Lastumschalter sowohl gegen Überströme als auch gegen Überspannungen sowohl im stationären Betriebszustand als auch während des Lastumschaltvorganges zu schützen, lässt sich einfacher gestalten, wenn man nur eine der beiden Schutzarten anwenden will. Soll der Lastumschalter und damit auch die Trafostufe zwischen A und B nur gegen Überspannungen geschützt werden, so genügt es, die Funkenstrecken fa und fb wegzulassen und die Funkenstrecke fab ohne die gezeichneten festen Verbindungen mit Ra2 und Rb2 direkt zwischen die Enden der veränderlichen Widerstände Ra 1 und Eb 1 zu schalten.
Will man dagegen nur einen Schutz gegen Überströme haben, die während einer Lastumschaltung über das Schaltvermögen des LastUlÌ1- schalters hinausgehen, so kann man nach Fig. 4 die Enden der veränderlichen Widerstände Ra 1 und Rb 1 mit zusätzlichen. Kontakten ha 1 und hb 1 versehen, die bei der Abschaltung an den Haupt-und Hilfskon-
EMI3.3